Разработка и исследование архитектурных и схемотехнических методов повышения стабильности нулевого уровня операционных усилителей на BIJET транзисторах в условиях температурных и радиационных воздействий

• Автор: Серебряков, Александр Игоревич
• Шифр специальности: 05.13.05
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2014
• Место защиты: Ростов-на-Дону
• Количество страниц: 244 с. : ил.

ОГЛАВЛЕНИЕ
Введение
Глава 1. Теоретические основы проектирования ВЛЩ операционных усилителей (ОУ) с повышенной стабильностью нулевого уровня в условиях температурных и радиационных воздействий
1.1 Методы расчета нулевого уровня электронных схем
1.2 Автономные параметры биполярных транзисторов в условиях температурных и радиационных воздействий
1.2Л Математическая модель транзисторов с учетом внешних дестабилизирующих факторов
1.2.2 Результаты компьютерного моделирования режимной и радиационной зависимости автономных параметров е®и
1.3 Метод синтеза прецизионных операционных усилителей с высокоимпедансным узлом
1.4 Способы введения слабой токовой асимметрии в базовых функциональных узлах ОУ
1.4.1 Токовые зеркала
1.4.2 Входные дифференциальные каскады
1.4.3 Буферные усилители
1.4.4 Источники опорного тока
1.5 Архитектура прецизионных ОУ с СКМР корректирующим многополюсником
1.6 Прецизионные ОУ на основе СКМ" корректирующего многополюсника
1.7 Алгоритм синтеза ОУ с повышенной стабильностью нулевого уровня
1.8 Альтернативные архитектуры температурно-компенсированных усилителей постоянного тока

1.9 Выводы
Г лава 2. Схемотехника перспективных операционных усилителей с
повышенной стабильностью нулевого уровня
2.1 Прецизионный дифференциальный усилитель на основе классического токового зеркала с минимальной структурной избыточностью
2.2 Дифференциальные усилители с цепью компенсации исм на базе двухканального источника опорного тока
2.3 Дифференциальные каскады с местной отрицательной обратной связью в прецизионных ОУ
2.4 Дифференциальный усилитель с входными транзисторами Дарлингтона
2.5 Общий случай взаимной компенсации паразитных токовых координат высокоимпедансного узла в трехкаскадном ОУ
2.6 Архитектура ОУ «Классический входной ДК - неуправляемое токовое зеркало - выходной эмиттерный повторитель»
2.7 Архитектура ОУ «Несимметричный классический входной ДК -управляемое токовое зеркало - выходной эмиттерный повторитель»
2.8 Прецизионный ОУ с управляемым токовым зеркалом
2.9 Операционные усилители с неуправляемым токовым зеркалом
2.10 Прецизионный ОУ с несимметричным включением входного дифференциального каскада и цепью компенсации исм на основе корректирующего многополюсника
2.11 Модифицированный ОУ с несимметричным включением входного
дифференциального каскада
2.12 Операционный усилитель с выходным каскадом на составных транзисторах Дарлингтона
2.13 Двухкаскадный ОУ с архитектурой «Входной ДК с несимметричным выходом и местной обратной связью - обобщенный буфер»

2.14 Компьютерное моделирование методом Монте-Карло операционного усилителя с архитектурой «Несимметричный классический входной ДК -неуправляемое токовое зеркало — выходной эмиттерный повторитель»
2.15 Архитектура двухкаскадного ОУ «Входной каскад с несимметричным выходом - выходной эмиттерный повторитель»
2.16 Взаимная компенсации погрешностей токовых зеркал в ОУ с комплементарным буфером
2.17 Модернизация классических операционных усилителях на основе трех токовых зеркал
2.18 Прецизионный ОУ с несимметричным включением каскодного токового зеркала
2.19 Компенсации напряжения смещения нуля в двухкаскадном ОУ с мультивходовым буферным усилителем
2.20 Операционный усилитель на основе классического токового зеркала и эмиттерного повторителя с цепью компенсации Ucm
2.21 Выводы
Г лава 3. Мультидифференциальные операционные усилители с малым напряжением смещения нуля
3.1 Нулевой уровень в мультидифференциальных операционных усилителях и их основные схемы включения
3.1.1 Метод расчета нулевого уровня МОУ с высокоимпедансным узлом
3.1.2 Эквивалентная схема МОУ с учетом входных токов
3.2 МОУ с комплементарными «перегнутыми» каскодами
3.3 Мультидифференциальный операционный усилитель с ассиметричными источниками опорного тока
3.4 Схемотехника мультидифференциальных операционных усилителей с управляемым токовым зеркалом

$п1 = { 0, 1, -1, 2, -2...}

ІВХ 1 |
^р1={ О, 1, -1, 2, -2...} Вх і
Вьіх.і

1 ^"^пі^б.п "*"^р!^б.р
Рисунок 1.9 - Токовое зеркало со смещением нуля проходной характеристики
Практически, выходной ток 1аыхЛ реального токового зеркала ПТ1 отличается от 1ВХ на 1см:
где £,П1,4Р1 ' коэффициенты слабой токовой асимметрии, зависящие от
схемотехники ПТ (рисунок 1.9); 1б.п, Ир - токи базы р-п-р и п-р-п основных
транзисторов токового зеркала ПТ1 при токе эмиттера 1э; = 10; 1см = £п116п + %р16р
- ток смещения нуля проходной характеристики ПТ1.
Ниже приводится классификация типовых токовых зеркал современной микроэлектроники, использование которых, в соответствии с методом (п. 1.3) позволяет обеспечить построение ОУ с малым смещением нуля:
где N - номер группы токового зеркала, Ы* - порядковый номер ТЗ в группе 19, К; -коэффициент передачи тока ПТ, =ЦР, ±^п - коэффициенты пропорциональности, принимающие значения: 0, ±1, ±2, ±3, ±п.
Набор токовых зеркал представленный в Приложение 7, можно разделить на 11 групп:
(1.16)